Dieser Artikel erklärt, was elektromagnetische Wellen in der Physik sind. So finden Sie die Definition einer elektromagnetischen Welle, die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und die verschiedenen Arten elektromagnetischer Wellen.
Was ist eine elektromagnetische Welle?
Eine elektromagnetische Welle ist eine Welle, die durch ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, d. h. elektromagnetische Wellen werden durch die Schwingungen eines elektrischen Feldes und eines magnetischen Feldes erzeugt.
Somit sind alle elektromagnetischen Wellen, die von einem elektromagnetischen Feld erzeugt werden , elektromagnetische Strahlung .
Kurz gesagt: Wenn ein oszillierendes elektrisches Feld mit einem oszillierenden Magnetfeld kombiniert wird, entsteht ein elektromagnetisches Feld und es werden elektromagnetische Wellen ausgesendet.
Ein Beispiel für eine elektromagnetische Welle sind Radiowellen, die im täglichen Leben vorkommen. Ebenso sind sichtbare Lichtstrahlen, Infrarotstrahlen und ultraviolette Strahlen ebenfalls Beispiele für elektromagnetische Wellen.
Das Hauptmerkmal elektromagnetischer Wellen ist, dass sie sich im Vakuum ausbreiten können. Daher benötigen sie im Gegensatz zu anderen Wellentypen kein materielles Medium zur Ausbreitung. Die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle im Vakuum beträgt 3·10 8 m/s.
Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
Die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen sind:
- Dehnung (y) : ist der Abstand zwischen der Störung der Welle und ihrer Gleichgewichtsposition.
- Amplitude (A) : ist der Abstand zwischen der maximalen Streckung und ihrer Gleichgewichtsposition.
- Kamm : jeder der höchsten Punkte der Welle.
- Tal : jeder der tiefsten Punkte der Welle.
- Zyklus oder Schwingung : Es ist der Weg der Welle von einem Punkt zum nächsten äquivalenten Punkt.
- Wellenlänge (λ) : ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden äquivalenten Punkten auf der Welle.
- Periode (T) : ist die Zeit, die benötigt wird, um eine vollständige Schwingung abzuschließen.
- Frequenz (f) : ist die Anzahl der Schwingungen oder Vibrationen, die die Welle pro Zeiteinheit erzeugt.
- Winkelfrequenz (oder Pulsation) (ω) : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der die Welle schwingt.
- Wellenzahl (k) : Sie ist definiert als die Anzahl der Zyklen, die über eine Länge von 2π Metern ausgeführt werden.
- Ausbreitungsgeschwindigkeit (v) : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle ausbreitet.
Arten elektromagnetischer Wellen
Elektromagnetische Wellen werden nach ihrer Wellenlänge oder Wellenfrequenz klassifiziert, sodass es sich je nach den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung um die eine oder andere Art elektromagnetischer Welle handelt.
Die Arten elektromagnetischer Wellen sind:
- Gammastrahlen : elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von weniger als 0,01 nm.
- Röntgenstrahlen : elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 0,01 nm und 10 nm.
- Ultraviolette Strahlen : elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 10 nm und 380 nm.
- Sichtbare Lichtstrahlen : elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 780 nm.
- Infrarotstrahlen : elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm.
- Mikrowellen – Elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 1 mm und 1 m.
- Radiowellen : elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von mehr als 1 m.
Unten sehen Sie die Bänder des elektromagnetischen Spektrums, die verschiedene Arten elektromagnetischer Wellen klassifizieren.
| Elektromagnetische Welle | Wellenlänge | Frequenz |
|---|---|---|
| Gamma Strahlen | <0,01 nm | > 30Hz |
| Röntgenstrahlen | 0,01 nm – 10 nm | 30 Hz – 30 PH |
| Ultraviolett | 10 nm – 380 nm | 30 PH – 790 THz |
| sichtbares Licht | 380 nm – 780 nm | 790 THz – 385 THz |
| Infrarot | 780 nm – 1 mm | 385 THz – 300 GHz |
| Mikrowelle | 1mm – 1m | 300 GHz – 300 MHz |
| Radio | 1m – 10000km | 300 MHz – 30 Hz |
Darüber hinaus können wir innerhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Lichts elektromagnetische Strahlen nach der von uns wahrgenommenen Farbe klassifizieren:
| Farbe | Wellenlänge (nm) | Frequenz (THz) |
|---|---|---|
| lila | 380 – 450 | 670 – 790 |
| Blau | 450 – 485 | 620 – 670 |
| Cyan | 485 – 500 | 600 – 620 |
| Grün | 500 – 565 | 530 – 600 |
| GELB | 565 – 590 | 510 – 530 |
| Orange | 590 – 625 | 480 – 510 |
| Rot | 625 – 780 | 385 – 480 |